KR20170073509A - 햅틱 및 비-햅틱 동작을 수행하는 액추에이터를 구비한 웨어러블 물품 - Google Patents

햅틱 및 비-햅틱 동작을 수행하는 액추에이터를 구비한 웨어러블 물품 Download PDF

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임머숀 코퍼레이션
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Abstract

햅틱 가능한 웨어러블 장치는 액추에이터 및 입력 장치를 포함하는 웨어러블 물품을 포함한다. 제어기는 액추에이터 및 입력 장치에 전기적으로 연결된다. 제어기는 동작 및 햅틱 구동 신호를 액추에이터에 선택적으로 송신하고, 입력 장치로부터 입력 신호를 수신하면 햅틱 구동 신호를 생성한다. 햅틱 구동 신호는 메시지를 구현한다. 웨어러블 물품을 통한 햅틱 피드백 전달 방법은 비-햅틱 구동 신호를 선택적으로 생성하고 비-햅틱 구동 신호를 액추에이터에 인가하는 단계와, 햅틱 구동 신호를 선택적으로 생성하고 햅틱 구동 신호를 액추에이터에 인가하는 단계를 포함한다.

Description

햅틱 및 비-햅틱 동작을 수행하는 액추에이터를 구비한 웨어러블 물품{A WEARABLE ARTICLE HAVING AN ACTUATOR THAT PERFORMS NON-HAPTIC AND HAPTIC OPERATIONS}
본 발명은 햅틱 효과에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 비-햅틱 작동 및 햅틱 작동을 수행하는 액추에이터를 가지는 웨어러블 물품에 관한 것이다.
사람의 신체에 자동으로 고정되거나 자동적으로 자신의 착용감을 조절하는 액추에이티드 의류(actuated clothing)가 개발되고 있다. 예를 들어, 자동적으로 끈이 묶이는(lace) 신발, 자동적으로 열고 닫는 지퍼, 자동적으로 조이는 벨트가 있다. 액추에이티드 의류의 다른 예로는, 습기, 대기 온도, 체온 및 기타 환경 또는 생체 측정 요소와 같은 조건에 따라 자동적으로 다공성을 변화시키는 의류가 있다.
이러한 액추에이티드 의류는 게으르거나 바쁜 사람들의 복장에 대한 노력을 최소화하고, 제한된 이동성을 가진 사람들이 옷을 입고 품위와 주체성의 수준을 유지할 수 있게 하거나, 자동적으로 개인의 안락함의 향상을 조정하는 것과 같은 몇몇의 기존의 이점 및 예상 밖의 이점들을 가진다.
본 발명은 비-햅틱 동작 및 햅틱 동작을 수행하는 액추에이터를 가지는 사람이 착용할 수 있는 웨어러블 물품에 관한 것이다.
일 양태에서, 햅틱 가능한 웨어러블 장치는 웨어러블 물품을 포함한다. 웨어러블 물품은 액추에이터 및 입력 장치를 포함한다. 제어기는 액추에이터 및 입력 장치에 전기적으로 연결된다. 제어기는 동작 및 햅틱 구동 신호를 액추에이터에 선택적으로 송신하고, 입력 장치로부터 입력 신호를 수신하면 햅틱 구동 신호를 생성하도록 구성된다. 햅틱 구동 신호는 메시지를 구현한다.
또 다른 양태에서, 햅틱 가능한 웨어러블 장치는 웨어러블 물품을 포함하고, 상기 웨어러블 물품은 사람에 의해 착용된다. 웨어러블 물품은 고정구, 고정구에 작동 가능하게 연결된 모터, 및 센서를 포함한다. 고정구는 운동 범위를 가지는 고정구 부재를 포함한다. 제어기는 모터 및 입력 장치에 전기적으로 연결된다. 제어기는 햅틱 결정 모듈 및 햅틱 제어 모듈을 저장하는 메모리를 포함한다. 햅틱 결정 모듈은 센서로부터의 입력과 관련된 햅틱 데이터를 결정하도록 프로그래밍된다. 햅틱 제어 모듈은 햅틱 데이터를 구현하는 햅틱 제어 신호를 생성하도록 프로그래밍된다. 액추에이터 구동 회로는 액추에이터와 전기적으로 통신하고, 액추에이터에 비-햅틱 구동 신호를 선택적으로 인가하도록 구성된다. 액추에이터 구동 회로는 또한 햅틱 효과 신호를 수신할 때 햅틱 구동 신호를 액추에이터에 선택적으로 인가하도록 구성된다. 햅틱 구동 신호는 모터를 제어하여 고정구 부재를 운동 범위보다 작은 거리만큼 이동시킨다. 프로그래밍 가능한 회로는 센서, 메모리 및 액추에이터 구동 회로와 전기적으로 통신한다. 프로그래밍 가능한 회로는 햅틱 효과 신호를 액추에이터 구동 회로에 선택적으로 전달하도록 프로그래밍된다. 햅틱 효과 데이터, 햅틱 효과 신호 및 햅틱 구동 신호는 메시지를 구현한다.
또 다른 양태는 웨어러블 물품을 통해 햅틱 피드백을 전달하는 방법이다. 상기 방법은 제어기에서 입력 신호를 수신하고, 상기 제어기는 액추에이터에 전기적으로 결합되며, 상기 제어기 및 상기 액추에이터는 상기 착용 식 물품에 작동 가능하게 연결되는 단계; 선택적으로 비-햅틱 구동 신호를 생성하고 비-햅틱 구동 신호를 액추에이터에 인가하며, 상기 비-햅틱 구동 신호의 선택적 생성은 비-햅틱 입력 신호를 수신하는 제어기에 응답하여 발생하는 단계; 햅틱 구동 신호를 선택적으로 생성하고 햅틱 구동 신호를 액추에이터에 인가하며, 햅틱 구동 신호의 선택적 생성은 햅틱 입력 신호를 수신하는 제어기에 응답하여 발생하고, 햅틱 신호는 햅틱 데이터와 관련되는 단계를 포함한다.
도 1은 비-햅틱 및 햅틱 동작을 수행하는 액추에이터를 가지는 웨어러블 물품의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 웨어러블 물품의 대안적인 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 웨어러블 물품을 보다 상세하게 나타낸 블록도이다.
도 4는 추가적인 입력 장치를 가지는 도 1 및 도 3에 도시된 웨어러블 물품을 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 1 내지 도 4에 도시된 웨어러블 물품이 작동할 수는 네트워크 환경을 나타내는 블록도이다.
도 6은 비-햅틱 및 햅틱 동작을 수행하는 액추에이터를 가지는 자동화된 레이싱(lacing) 시스템을 가지는 신발을 도시한 부분 등각도이다.
도 7은 비-햅틱 및 햅틱 작동을 수행하는 액추에이터를 가지는 웨어러블 물품에 사용될 수 있는 자동화된 지퍼를 도시한 부분 등각도이다.
도 8A 및 도 8B는 비-햅틱 및 햅틱 동작을 수행하는 스마트 재료를 가지는 웨어러블 물품의 부분 등각도이다.
도면을 참조하여 다양한 실시예들이 상세히 설명될 것이며, 동일한 도면 부호는 여러 도면에 걸쳐 동일한 부품 및 조립체를 나타낸다. 다양한 실시예에 대한 참조는 본 명세서에 첨부된 청구항들의 범위를 제한하지 않는다. 또한, 본 명세서에서 설명된 임의의 예시는 제한하려는 것이 아니며 첨부된 청구 범위에 대한 다수의 가능한 실시예 중 일부를 설명하기 위한 것이다.
적절한 경우, 단수로 사용된 용어는 복수형을 포함하고 그 반대도 마찬가지이다. 본 명세서에서 "a"의 사용은 달리 명시되거나 "하나 이상의"의 사용이 명백하게 부적절한 경우를 제외하고는 "하나 이상"을 의미합니다. "또는"의 사용은 달리 명시되지 않는 한 "및/또는"을 의미합니다. "포함한다", "포함하다", "포함하는", "구비하다", "구비한다", "구비하는", "가지다" 및 "가지는"의 사용은 상호 교환 가능하며 제한하려는 것은 아니다. "와 같은"이라는 용어는 또한 제한하려는 것은 아니다. 예를 들어, "포함하는"이라는 용어는 "포함하지만 이에 국한되지 않음"을 의미합니다.
대체로, 본 발명은 비-햅틱 동작 및 햅틱 동작을 수행하는 액추에이터를 가지는 사람이 착용할 수 있는 물품에 관한 것이다.
이제, 도 1을 참조하면, 웨어러블 물품(100)은 액추에이터(102)와, 제어기(104)와, 입력 장치(106)를 구비한다. 웨어러블 물품(100)은 사람이 착용하는 임의의 종류의 물건일 수 있다. 웨어러블 물품(100)의 예로는 의류; 신발류; 인공 다리와 같은 인공 기관(prosthetics); 모자 및 헬멧과 같은 모자류; 몸에 착용하는 운동기구; 방탄 조끼, 헬멧 및 기타 방탄복과 같은 보호 장비; 안경; 넥타이 및 스카프와 같은 액세서리; 벨트 및 멜빵; 팔찌, 목걸이 및 시계와 같은 보석; 및 신체에 착용할 수 있는 다른 임의의 물건들이 포함된다.
액추에이터(102)는 웨어러블 물품 상의 작동을 수행하기 위한 움직임을 개시하는 임의의 제어된 기구 또는 다른 구조일 수 있다. 액추에이터(102)에 의해 수행되는 동작의 예로는 웨어러블 물품(100)을 사람의 신체에 고정하는 것, 웨어러블 물품(100)의 착용감(fit)을 조정하는 것 또는 물품(100)에 대해 임의의 다른 동작을 수행하는 것 등이 있다. 다양한 실시예는 단일 액추에이터 또는 둘 이상의 액추에이터를 포함할 수 있다.
입력 장치(106)는 제어기(104)에 신호를 입력하는 임의의 장치이다. 입력 장치(106)의 예로는 스위치와 같은 제어 장치가 있다. 입력 장치(106)의 또 다른 예로는 신호를 제어기(104)에 입력하는 변환기가 있다. 입력 장치(106)로서 사용될 수 있는 변환기의 예는 안테나 및 센서가 포함된다. 다양한 실시예는 단일 입력 장치를 포함할 수 있거나 둘 이상의 입력 장치를 포함할 수 있다. 또한, 다양한 실시예는 상이한 종류의 입력 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전체 또는 일부의 가능한 실시예는 스위치 및 안테나 또는 센서와 같은 변환기를 포함한다.
제어기(104)는 입력 장치(106)로부터 신호 또는 데이터를 수신하는 것에 기초하여 액추에이터(102)의 동작을 제어하는 임의의 종류의 회로이다. 데이터는 임의 종류의 파라미터, 명령, 플래그(flags), 또는 프로세서, 프로그램 모듈 및 본 명세서에 개시된 다른 하드웨어에 의해 처리되는 다른 정보를 포함한다.
동작 시, 제어기(104) 및 액추에이터(102)는 비-햅틱 동작을 가진다. 이러한 동작의 예로는 웨어러블 물품(100)을 사람에게 고정하거나 가두는 고정구를 작동하거나 웨어러블 물품(100)의 착용감을 조정하는 것을 포함한다. 동작은 스위치와 같은 입력 장치(106)를 작동시킴으로써 수행된다. 액추에이터(102)의 비-햅틱 작동은 사람에게 촉감을 유발할 수 있지만, 큐(cue), 알림 또는 다른 정보와 같은 특정 메시지를 전달하려는 것은 아니다.
제어기(104) 및 액추에이터(102)는 또한 햅틱 동작을 가진다. 그러한 동작에서, 입력 장치(106)는 자극되고 제어기(104)에 신호를 입력한다. 이에 응답하여, 제어기(104)는 액추에이터(102)를 동작시켜 물품(100)을 착용하는 사람에게 햅틱 피드백을 제공한다. 햅틱 피드백은 대체로 물품(100)을 착용한 사람에 대한 메세지를 구현한다. 메시지는 알림일 수 있거나, 더욱 복잡한 정보의 다른 유형을 포함할 수 있다. 액추에이터(102)의 햅틱 동작은 비-햅틱 동작과 구별될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 보다 상세하게 설명된 바와 같이, 자동 벨트는 비-햅틱 동작 중에 더 느린 속도로 자동적으로 조여질 수 있다. 벨트는 햅틱 동작 중에 더 빠른 속도로 또는 특정 동작 패턴에 따라 조여질 수 있다.
햅틱 효과는 사람에게 전달되는 임의의 유형의 촉감일 수 있다. 햅틱 효과는 큐, 알림 또는 보다 복잡한 정보와 같은 메시지를 구현한다.
도 2는 도 1에 도시된 웨어러블 물품과 실질적으로 유사하고 또한 입력 장치(106), 제어기(104) 및 액추에이터(102)를 포함하는 웨어러블 물품(100)의 대안적인 실시예를 도시한다.
본 실시예의 웨어러블 물품(100)은 또한 식별 정보를 저장하는 RFID 태그(108)를 포함한다. RFID 태그(108)에 저장될 수 있는 식별 정보의 예로는 웨어러블 물품(100)을 착용하고 있는 사람을 식별하는 정보, 웨어러블 물품(100)의 유형, RFID 태그를 포함하는 구체적인 웨어러블 물품, 웨어러블 물품(100)에 포함된 액추에이터(102)의 종류 또는 기타 다른 정보가 있다.
본 실시예에서, 웨어러블 물품(100)은 햅틱 메시지와 관련된 데이터를 구현하는 신호를 수신하기 위한 안테나인 하나 이상의 입력 장치(106)를 포함한다.
도 2에 도시된 실시예는 RFID 판독기와 원격 장치 사이의 통신을 제공하는 네트워크를 가지는 환경에서의 사용을 포함하는 다수의 애플리케이션을 가진다. 동작 시, 사람은 RFID 태그(108)를 검출하는 RFID 판독기 근처에서 이동하고 식별 정보를 판독하며, 이는 식별 정보를 판독하여 원격 장치로 전송된다. 식별 정보의 수신에 응답하여, 원격 장치는 웨어러블 물품(100)에 햅틱 효과와 관련된 데이터를 전달할지 여부를 결정한다. 컴퓨팅 장치가 데이터를 송신하도록 결정하면, 신호가 생성되어 안테나로 송신된다. 안테나는 제어기(104)에 의해 처리되는 신호를 수신한다. 제어기(104)는 햅틱 메시지를 전달하도록 액추에이터(102)를 제어한다.
다른 실시예들은 제어기(104)와 원격 장치 또는 네트워크 사이에서 통신하기 위해 RFID 태그 및 판독기 이외의 하드웨어, 소프트웨어 및 시스템을 사용하는 환경에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 물품(100)은 제어기(104)와 데이터 통신하는 블루투스 송수신기(Bluetooth transceiver)를 가질 수 있다. 블루투스 수신기는 원격 장치와 통신하는 블루투스 비콘(beacon)으로 데이터 통신 또는 존재 감지를 제공할 수 있다. 본 예시에서, 블루투스 비콘은 블루투스 수신기에 의해 수신되고 제어기(104)에 의해 처리되는 햅틱 메시지 또는 다른 데이터를 주기적으로 브로드캐스팅(broadcast)할 수 있다. 또 다른 예시에서, 카메라 또는 다른 이미징 장치는 원격 장치와 데이터 통신하고, 사람의 얼굴 또는 특정 의류 품목의 이미지를 원격 장치에 제공할 수 있다. 원격 장치가 사람의 얼굴 또는 의류 품목을 인식하면, 햅틱 메시지 또는 다른 데이터가 제어기로 전송되어야 하는지를 결정할 수 있고 제어기(104)로 햅틱 메시지 또는 데이터를 전송할 수 있으며, 그리고 나서 그것을 처리한다.
도 3은 도 1에 도시된 웨어러블 물품(100)의 가능한 실시예의 더 상세한 블록도이다.
본 실시예에서, 웨어러블 물품(100)은 액추에이터(102) 및 제어기(104)를 포함한다. 두 개의 입력 장치는 제어기와 전기적으로 통신하며, 비-햅틱 제어 장치(110) 및 센서(112)를 포함한다. 액추에이터 구동 회로(114)는 제어기(104) 및 액추에이터(102)와 전기적으로 통신한다.
액추에이터(102)는 움직임을 생성하는 임의의 장치 일 수 있다. 액추에이터의 예로는 모터와 같은 기구; 솔레노이드와 같은 선형 액추에이터; 자기 또는 전자기 기구; 형상 기억 합금, 압전 재료, 전기 활성 폴리머 및 스마트 유체를 포함하는 재료와 같은 스마트 재료가 포함된다.
비-햅틱 제어 장치(110)는 비-햅틱 동작의 수행을 개시하는 입력 장치이다. 비-햅틱 제어 장치(110)의 예로는 사람이 수동적으로 작동시키는 스위치가 있다. 또 다른 예로는 특정 조건에서 자동적으로 실행되는 스위치가 있다. 비-햅틱 제어 장치(110)의 또 다른 예로는 검출된 상태와 관련된 명령 또는 센서 출력을 전달하는 신호를 수신하는 안테나가 포함된다. 스위치는 회로에서 연결을 만들거나, 끊거나, 변경하는 임의의 기구가 될 수 있다.
센서(112)는 자극을 수신하는 것에 응답하여 신호를 출력하는 임의의 기구 또는 다른 장치 일 수 있다. 센서(112)는 제어기(104)에 내장되거나(hardwired) 무선으로 제어기(104)에 연결될 수 있다. 센서(112)는 액추에이터(102) 또는 웨어러블 물품(100)의 비-햅틱 동작, 액추에이터(102) 또는 웨어러블 물품(100)의 햅틱 동작, 웨어러블 물품(100)의 물리적인 조건, 환경적인 조건, 또는 다른 사람들 또는 물체들의 존재와 같은 다양한 다른 조건, 이벤트 및 상황을 검출하거나 감지하는데 사용될 수 있다.
센서(112)의 예로는 마이크로폰과 같은 음향(acoustical) 또는 소리(sound) 센서; 진동 센서; 음주 측정기(breathalyzers), 일산화탄소 및 이산화탄소 센서 및 가이거 계수기(Geiger counters)와 같은 화학 및 입자 센서; 전압 검출기 또는 홀-효과(hall-effect) 센서와 같은 전기 및 자기 센서; 유량 센서; GPS 수신기, 고도계, 자이로스코프 또는 가속도계와 같은 항법 센서 또는 계측기; 압전 재료, 거리계, 주행 기록계, 속도계, 충격 감지기와 같은 위치, 근접 및 운동 관련 센서; 전하-결합 소자(CCD), CMOS 센서, 적외선 센서 및 광 검출기와 같은 촬상 및 다른 광학 센서; 기압계, 피에조 미터 및 촉각 센서와 같은 압력 센서; 압전 센서 및 스트레인 게이지와 같은 힘 센서; 온도계, 열량계, 서미스터(thermistors), 열전대 및 고온계와 같은 온도 및 열 센서; 동작 탐지기, 삼각 측량 센서, 레이더, 포토 셀, 소나, 홀-효과 센서와 같은 근접 센서 및 존재 센서; 바이오칩; 혈압 센서, 맥박/산소 센서, 혈당 센서 및 심장 모니터와 같은 생체 인식 센서가 있다. 또한, 센서(112)는 일부 실시예에서 센서 및 액추에이터로서 기능하는 압전 폴리머와 같은 스마트 재료로 형성될 수 있다. 추가적인 센서는 그 전체 내용은 본 명세서에 참고로 인용되어 있고, 모바일 장치에 대한 공유 피드백을 위한 상호 작용 모델의 명칭을 가지며, 2014년 2월 25일에 발행된 미국 특허 제8,659,571호에 개시된다.
제어기(104)는 안테나 또는 센서를 포함하는 웨어러블 물품(100)을 사용하여, 비-햅틱 동작, 햅틱 동작 및 물품(100)이 임의의 마모 영역을 가지는지 여부, 물품(100)상의 고정구의 상태, 또는 사람에 대한 물품(100)의 배치와 같은 물품(100)의 상태를 포함하는 웨어러블 물품(100)의 작동 또는 상태에 관한 입력 또는 피드백을 수신할 수 있다. 제어기(104)는 신호, 정보 또는 데이터 입력을 처리할 수 있고, 그 다음에 웨어러블 물품(100)의 상태의 동작과 관련된 햅틱 메시지를 전달하도록 액추에이터(102)를 제어할 수 있다. 제어기(104)는 또한 상태, 양상, 및 웨어러블 물품(100) 자체의 작동 또는 상태 이외의 상황들과 관련된 피드백 또는 입력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 그것은 웨어러블 물품(100)이 노출되거나 노출될 수 있는 환경 조건에 대한 정보, 웨어러블 물품(100)을 착용하는 사람의 행동 또는 움직임에 관한 정보 및 센서(112)에 의해 감지될 수 있거나 그렇지 않으면 제어기(104)에 전달되는 임의의 다른 정보를 수신할 수 있다.
액추에이터 구동 회로(114)는 제어기(104)로부터 햅틱 신호를 수신하는 회로이다. 햅틱 신호는 햅틱 데이터를 구현하고, 햅틱 데이터는 햅틱 구동 신호를 생성하기 위해 액추에이터 제어 회로(114)가 사용하는 파라미터를 규정한다. 햅틱 데이터에 의해 규정될 수 있는 파라미터의 예로는 주파수, 진폭, 위상, 반전, 지속 시간, 파형, 어택(attack) 시간, 상승 시간, 페이드(fade) 시간 및 이벤트에 대한 지연 또는 리드 시간이 포함된다. 햅틱 구동 신호는 액추에이터(102)에 인가된다.
제어기(104)는 버스(bus)(116), 프로세서(118), 입출력(input/output, I/O) 제어기(120) 및 메모리(122)를 포함한다. 버스(116)는 프로세서(118), 메모리(122), 및 I/O 제어기(120)를 포함하는 제어기(104) 내의 구성 요소들 사이에서 데이터를 전송하기 위한 경로를 제공하기 위한 컨덕터 또는 전송 라인을 포함한다. 버스(116)는 대체로 제어 버스, 어드레스(address) 버스 및 데이터 버스를 포함한다. 다만, 버스(116)는 제어기(104) 내의 구성요소들 간에 데이터를 전송하기에 적합한 임의의 버스 또는 버스들의 조합일 수 있다.
I/O 제어기(120)는 제어기(104) 및 비-햅틱 제어 장치(110), 센서(112), 및 액추에이터 구동 회로(114)와 같은 주변 장치 또는 외부 장치의 동작을 모니터링하는 회로이다. I/O 제어기(120)는 또한 제어기(104)와 주변 장치 간의 데이터 흐름을 관리하고 주변 장치를 모니터링하고 제어하는 것과 관련된 세부 사항으로부터 프로세서(118)를 자유롭게 한다. I/O 제어기(120)가 인터페이스(interface)할 수 있는 다른 주변 장치 또는 외부 장치의 예로는 외부 저장 장치; 모니터; 키보드, 포인팅 장치와 같은 입력 장치; 외부 컴퓨팅 장치; 안테나들; 사람이 착용하는 다른 물품; 및 기타 원격 장치가 있다.
프로세서(118)는 정보를 처리하도록 구성된 임의의 회로일 수 있고 임의의 적합한 아날로그 또는 디지털 회로를 포함할 수 있다. 프로세서(118)는 또한 명령을 실행하는 프로그래밍 가능한 회로를 포함할 수 있다. 프로그래밍 가능 회로의 예로는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 주문형 집적 회로(application specific integrated circuits, ASIC), 프로그래밍 가능한 게이트 어레이(programmable gate arrays, PLA), 필드 프로그래밍 가능한 게이트 어레이(field programmable gate arrays, FPGA) 또는 명령 실행에 적합한 임의의 다른 프로세서 또는 하드웨어를 포함한다. 다양한 실시예에서, 프로세서(118)는 단일 유닛 또는 둘 이상의 유닛들의 조합일 수 있다. 프로세서(118)가 둘 이상의 유닛을 포함하면, 유닛들은 물리적으로 단일 제어기 또는 개별 장치들에 배치될 수 있다.
메모리(122)는 RAM(random access memory), ROM(read only memory), EPROM(electrically erasable programmable read only memory), 플래시 메모리, 자기 메모리, 광학 메모리, 또는 임의의 다른 적절한 메모리 기술과 같은 휘발성 메모리(volatile memory)를 포함할 수 있다. 메모리(122)는 또한 휘발성 및 비휘발성 메모리의 조합을 포함할 수 있다.
메모리(122)는 이벤트 검출 모듈(124), 햅틱 결정 모듈(126), 등록 모듈(128), 통신 모듈(130), 비-햅틱 제어 모듈(132) 및 햅틱 제어 모듈(134)을 포함하는 프로세서(118)에 의한 실행을 위한 다수의 프로그램 모듈들을 저장할 수 있다. 각각의 모듈은 하나 이상의 특정 작업을 수행하는 데이터, 루틴(routines), 객체, 호출 및 다른 명령들의 집합이다. 본 명세서에 특정 모듈들이 개시되었지만, 본 명세서에서 설명된 다양한 명령 및 작업은 단일 모듈, 모듈의 다른 조합, 본 명세서에 개시된 모듈 이외의 모듈, 또는 제어기(104)와 통신하는 원격 장치에 의해 실행되는 모듈에 의해 수행될 수 있다.
이벤트 검출 모듈(124)은 센서(112), 안테나 또는 원격 장치로부터 데이터를 수신하도록 프로그래밍된다. 데이터를 수신하면, 이벤트 검출 모듈(124)은 햅틱 효과와 관련된 이벤트, 조건 또는 동작 상태가 존재하는지를 결정한다.
햅틱 효과와 관련된 이벤트의 식별 시, 햅틱 결정 모듈(126)은 센서(112), 안테나 또는 원격 장치로부터 수신된 데이터를 분석하여 액추에이터(102)를 통해 전달되는 햅틱 효과를 결정한다. 햅틱 결정 모듈(126)이 햅틱 효과를 결정하는데 사용할 수 있는 예시적인 기술로는 햅틱 효과를 선정하기 위한 결정을 하도록 프로그래밍된 규칙이 포함된다. 또 다른 예로는 햅틱 효과를 센서 또는 안테나로부터 수신된 데이터와 관련시키는 룩업 테이블(lookup tables) 또는 데이터베이스가 포함된다.
햅틱 제어 모듈(134)은 햅틱 결정 모듈(126)이 햅틱 효과를 식별하여 액추에이터(102)로 전달하는 햅틱 신호를 발생시킨다. 햅틱 제어 모듈(134)은 햅틱 데이터를 수신하여 햅틱 신호를 생성한다. 햅틱 제어 모듈(134)은 햅틱 구동 신호를 생성하는 액추에이터 구동 회로(114)에 햅틱 신호를 보낸다. 햅틱 구동 신호는 물품(100)을 착용하는 사람에게 전달될 메시지를 구현한다.
비-햅틱 제어 장치(110)의 작동 시, I/O 제어기(120)는 비-햅틱 작동 데이터를 제어기(104)에 입력한다. 비-햅틱 제어 모듈(132)은 비-햅틱 작동 데이터를 수신하고, 액추에이터 구동 회로(114)에 입력되는 비-햅틱 작동 신호를 발생시킨다. 액추에이터 구동 회로(114)는 비-햅틱 구동 신호를 생성하고 액추에이터(102)에 비-햅틱 구동 신호를 인가한다. 또한, 다양한 실시예에서, 비-햅틱 제어 장치 및 I/O 제어기(120)는 단순한 온 또는 오프 명령을 나타내는 플래그와 같은 이진 정보를 제어기(104)에 입력할 수 있다. 대안적으로, 비-햅틱 제어 장치(110) 및 I/O 제어기(120)는 비-햅틱 제어 모듈(132)이 처리하고 액추에이터(102)의 보다 복잡한 제어를 제공하기 위해 보다 복잡한 명령을 나타내는 보다 복잡한 정보를 입력할 수 있다.
등록 모듈(128)은 장치 정보, 컨텍스트(context) 정보 또는 시스템 기능에 사용되는 다른 데이터와 같은 등록 데이터를 수신하여 처리한다. 장치 정보는 웨어러블 물품(100), 웨어러블 물품(100)의 종류, 웨어러블 물품(100)에 포함된 하드웨어의 종류, 물품(100)을 입고 있는 사람 또는 물품(100)이 속한 사람을 식별할 수 있는 어드레스 또는 다른 데이터와 같은 식별 데이터를 포함할 수도 있다. 또한 식별 정보는 웨어러블 물품(100)에 포함된 하드웨어의 성능(예를 들어, 장치가 햅틱 피드백을 제공할 수 있는지, 디지털 콘텐츠를 저장하는지, 사용자 입력을 수신할 수 있는지 등)을 식별할 수 있다. 어드레스의 예로는 미디어 액세스 제어(MAC) 주소, URL(Uniform Resource Locator) 또는 기타 네트워크 주소가 포함된다. 또한, 어드레스 데이터는 디지털 컨텐트 및/또는 다른 장치 정보를 전송하기 위해 통신 채널이 확립될 수 있는 곳을 식별하는 포트 정보를 포함할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 등록 데이터는 RFID 태그(108)에 저장될 수 있다.
웨어러블 물품(100)에 대한 식별 데이터를 등록함으로써, 본 명세서에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 원격 장치는 웨어러블 물품(100)을 인식할 수 있도록 함으로써 햅틱 데이터 명령과 같은 데이터를 웨어러블 물품(100)과 주고 받을 수 있다.
웨어러블 물품의 등록 및 이들과의 데이터 통신은 전체 내용이 본 명세서에 참고로 인용되며, 신체-중재된 디지털 컨텐츠 전송 및 햅틱 피드백의 방법 및 장치(METHOD AND APPARATUS OF BODY-MEDIATED DIGITAL CONTENT TRANSFER AND HAPTIC FEEDBACK)를 명칭으로 하고, 2013년 12월 13일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제14/106,275호에 더욱 상세하게 설명된다.
통신 모듈(130)은 제어기(104)와 원격 장치들 간의 통신을 용이하게 한다. 원격 장치의 예로는 컴퓨팅 장치, 센서, 기타 웨어러블 물품, 운동 장비 및 스마트 기기가 있다. 컴퓨팅 장치의 예로는 서버, 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 태블릿, 스마트폰, 홈 오토메이션 컴퓨터 및 컨트롤러, 및 프로그래밍 가능한 기타 장치가 있다. 통신은 무선 또는 유선 통신 신호 또는 데이터 경로를 통한 통신을 포함하는 데이터 통신에 적합한 임의의 형태를 취할 수 있다. 다양한 실시예에서, 통신 모듈은 제어기(104)를 웨어러블 물품 또는 다른 원격 장치의 중앙 집중식 제어기, 다른 웨어러블 물품 또는 다른 원격 장치와 통신하는 피어(peer) 또는 하이브리드 중앙 집중식 제어기 및 피어로서 구성하여 제어기는 일부 상황에서 중앙 집중식 제어기로 작동하고 다른 상황에서는 피어로 작동할 수 있다.
프로그램 모듈의 대안적인 실시예가 가능하다. 예를 들어, 몇몇 대안적인 실시예는 이벤트 검출 모듈(124), 햅틱 결정 모듈(126), 등록 모듈(128), 통신 모듈(130), 비-햅틱 제어 모듈(132) 및 햅틱 제어 모듈(134)보다 많거나 적은 프로그램 모듈을 가질 수 있다. 예를 들어, 제어기(104)는 단일 햅틱 효과만을 전달하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예는 햅틱 결정 모듈(126)을 가지지 않을 수 있고, 이벤트 검출 모듈(124) 또는 몇몇 다른 모듈은 햅틱 제어 모듈(134)이 햅틱 데이터를 햅틱 제어 모듈(134)로 전송하게 한다. 다른 대안적인 실시예에서, 이벤트 검출 모듈(124)과 햅틱 제어 모듈(134)은 제어기(104)가 센서(112)로부터의 입력을 수신할 때 햅틱 신호를 액추에이터 제어 회로(114)에 보낸다.
일부 가능한 실시예에서, 하나 이상의 프로그램 모듈은 원격 컴퓨팅 장치 또는 다른 웨어러블 물품과 같은 원격 장치에 배치된다. 예를 들어, 이벤트 결정 모듈(124)은 햅틱 효과의 라이브러리 및 햅틱 효과를 전달할 시기를 규정하는 규칙을 또한 저장하는 원격 컴퓨팅 장치에 위치할 수 있다. 이러한 실시예에서, 이벤트 검출 모듈(124)이 햅틱 효과가 액추에이터(102)를 통해 전달되어야 한다고 결정할 때, 제어기(104)는 원격 장치에 데이터를 통신한다. 데이터는 제어기(104)가 센서(112)로부터 입력을 수신했음을 나타내는 플래그처럼 단순하거나, 센서(112)에 의해 표시된 상태의 종류을 식별하거나 또는 입력 신호가 수신된 센서(112)의 종류를 식별하는 것과 같이 더 복잡할 수도 있다. 원격 장치 상의 햅틱 결정 모듈(126)은 데이터 및 명령을 처리하고, 메모리(122)로부터 일치하는 햅틱 데이터를 검색한 다음, 액추에이터(102)를 통해 햅틱 효과를 처리 및 생성하기 위해 햅틱 데이터를 제어기(104)에 전송할 것이다. 또 다른 가능한 실시예에서, 이벤트 검출 모듈(124)은 또한 원격 장치에 위치하며, 이 경우 제어기(104)는 센서(112)로부터 입력을 수신할 때 원격 장치에 데이터를 통신한다.
도 4에 도시된 웨어러블 물품(100)은 도 3에 도시된 웨어러블 물품과 실질적으로 유사하며 제어기(104), 비-햅틱 제어 장치(110), 센서(112), 액추에이터 구동 회로(114) 및 액추에이터(102)를 포함한다. 또한, 제어기(104)는 네트워크 인터페이스 제어기(network interface controller, NIC)(106)를 포함한다. 안테나(138)는 NIC(136)과 전기적으로 통신하며 제어기(104)와 원격 장치 사이의 무선 통신을 제공한다. 통신 모듈(130)은 안테나(138)를 통해 수신된 신호에 구현된 데이터를 처리하는 것과 안테나(138)를 통해 원격 장치로 송신될 데이터를 준비하는 것을 포함하여 안테나(138)를 통한 통신을 제어하도록 프로그래밍된다. 통신은 블루투스, 셀룰러 표준(예를 들면, CDMA, GPRS, GSM, 2.5G, 3G, 3.5G, 4G), WiGig, IEEE 802.11a/b/g/n/ac, IEEE 802.16(예를 들면, WiMax)와 같은 표준을 포함하는 임의의 무선 전송 기술에 따를 수 있다.
또한, NIC(136)는 RS 232, USB, FireWire, 이더넷, MIDI, eSATA, 또는 썬더볼트(thunderbold)와 같은 임의의 적합한 표준에 따라 데이터를 전송하기 위한 임의의 적합한 포트 및 커넥터를 사용하는 유선 연결을 통해 제어기(104)와 원격 장치들 간에 유선 통신을 제공할 수 있다.
이제 도 5를 참조하고 본 명세서의 다른 곳에서 논의된 바와 같이, 웨어러블 물품(100)은 네트워크(140) 및 원격 장치들 내에서 작동할 수 있고 통신할 수 있다. 원격 장치의 예로는 컴퓨팅 장치(142), 센서(144), RFID 판독기(146) 및 다른 웨어러블 물품, 운동기구, 스마트 기기 및 기타 장치와 같은 다른 연결 장치가 포함된다. 다른 실시예에서, 네트워크(140)는 본 명세서에 개시된 것 이외의 원격 장치 또는 원격 장치의 상이한 조합으로 데이터 통신을 제공한다.
네트워크(140)는 웨어러블 물품(100)이 건물, 자동차 또는 다른 차량 또는 옥외의 한정된 영역과 같이 착용되는 환경(141)에서 작동한다. 또한, 다양한 실시예에서, 네트워크(140)는 공중 네트워크, 사설 네트워크, 근거리 통신망, 인터넷과 같은 광역 네트워크, 또는 이들의 조합일 수 있다.
다양한 실시예에서, 컴퓨팅 장치(142)는 웨어러블 물품(100) 상 제어기(104)와 통신한다. 이러한 실시예에서, 컴퓨팅 장치(142)는 데이터를 처리하고 제어기(104)에 데이터를 통신하기 위한 프로그램 모듈을 실행한다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(142)는 웨어러블 물품(100)에 있을 수 있거나 웨어러블 물품(100)과 떨어져 있을 수 있는 센서(112)로부터 입력을 수신한다. 컴퓨팅 장치(142)는 센서 데이터를 웨어러블 물품(100)의 제어기(104)와 통신한다. 또 다른 예시에서, 컴퓨팅 장치(142)는 하나의 웨어러블 물품로부터 데이터를 수신하고 그 데이터를 또 다른 웨어러블 물품 내의 제어기에 중계하여 상이한 웨어러블 물품들 간의 햅틱 효과 전달을 조정한다. 또 다른 예시에서, 컴퓨팅 장치(142)는 스마트 기기 또는 운동 장비와 같은 다른 원격 장치(143)로부터 데이터를 수신하고 그 데이터를 웨어러블 물품의 제어기에 중계한다. 또 다른 가능한 실시예에서, 웨어러블 물품(100)의 제어기(104)는 센서 판독과 같은 데이터를 컴퓨팅 장치(142)에 전달하고, 컴퓨팅 장치(142)는 햅틱 효과 또는 전달할 햅틱 효과를 전달할 것인지를 결정한다. 컴퓨팅 장치(142)는 적절한 데이터를 제어기(104)로 리턴한다.
또 다른 가능한 예에서, RFID 판독기(146) 또는 일부 다른 센서는 RFID 태그(108)의 존재 및 웨어러블 물품(100)의 존재를 검출하고 그 존재를 컴퓨팅 장치(142)에 전달한다. RFID 판독기(146) RFID 태그(108)로부터 식별 데이터를 검색하고, 검색된 식별 데이터를 컴퓨팅 장치(142)에 전달하며, 데이터를 처리하고 웨어러블 물품(100)의 제어기(104)와 데이터를 통신할지를 결정한다. 컴퓨팅 장치(142)는 햅틱 결정 모듈(126)을 실행할 수 있다. 컴퓨팅 장치(142)는 햅틱 결정 모듈(126)이 햅틱 효과를 전달하는 것을 결정하면, 햅틱 효과와 관련된 데이터를 웨어러블 물품(100)의 제어기(104)에 전달할 수 있으며, 액추에이터(102)를 통해 햅틱 효과를 전달한다. RFID 태그(108)로부터 검색된 식별 데이터, 또는 RFID 태그(108)로부터 검색된 식별 데이터 및 센서(112)로부터의 입력과 같은 추가 데이터 또는 제3자 소스로부터 검색된 일기 예보와 같은 데이터의 조합을 포함하는 다양한 요인들에 기반을 둘 수 있다.
또한, 다양한 실시예에서, 햅틱 효과를 규정하고 햅틱 구동 신호에 대한 파라미터를 규정하는 햅틱 데이터는 컴퓨팅 장치(142)에 의해 결정될 수 있다. 하나의 이용 가능한 햅틱 효과만이 존재하면, 컴퓨팅 장치(142)는 햅틱 효과가 발생하는 것과 관련된 이벤트를 결정할 때 데이터를 검색한다. 컴퓨팅 장치(142)는 햅틱 데이터를 웨어러블 물품(100)의 제어기(104)에 전달하여 처리한다. 대안적으로, 컴퓨팅 장치(142)는 식별 데이터에 대응하는 햅틱 효과를 식별하기 위해 햅틱 결정 모듈(126)을 실행한다.
예시적인 적용예에서, 도 6에 도시되고 본 명세서에서 더욱 상세하게 설명된 신발과 유사한 액추에이티드 신발을 신은 사람이 실내에서 실외로 걷기 시작하면, 그들은 근방을 지나 문과 인접하게 위치한 RFID 판독기(146)를 지나갈 것이다. RFID 판독기(146)는 액추에이티드 신발의 존재를 검출하고 컴퓨팅 장치(142)에 이 존재를 전달할 것이다. 컴퓨팅 장치(142)가 강우와 같은 악천후가 있다는 정보를 수신하면, 햅틱 효과와 관련된 데이터를 전송할 것이며, 그 사람이 부츠로 갈아신거나, 우산을 들거나, 비옷을 입어야 한다는 메시지와 관련된 데이터를 전송할 것이다.
또 다른 예시에서, 체중 감량을 시도하는 사람은 자동화된 벨트와 같은 액추에이티드 물품(100)을 착용하고 있다. 사람은 RFID 판독기(146) 또는 다른 근접 검출기가 장착된 냉장고에 접근하여 작동 벨트의 존재가 검출되고 이 존재가 컴퓨팅 장치(142)에 전달된다. 그 다음, 컴퓨팅 장치(142)는 벨트 상에 있는, 제어기(104)에 데이터를 전송한다. 전송된 데이터는 사람들에게 그들이 선택한 음식을 조심하도록 조언하는 메시지 및 햅틱 효과와 연관된다.
또 다른 예시에서, 넥타이와 같은 액추에이티드 물품(100)을 착용하는 사람은 회의 중이거나 조용한 지역에 있고 스마트폰으로 전화를 받는다. 전화기는 액추에이티드 물품(100)을 인식하고 그 전화가 긴급한 것인지를 결정한다. 그 다음, 전화기는 통화가 중요하며 가능한 빨리 응답할 필요가 있다는 메시지 및 햅틱 효과와 관련된 신호를 작동된 물품(100)에 보낸다. 본 예시에서 넥타이는 스마트 재료로 구성되어 있어 일시적으로 또는 긴급 통화가 연결될 때까지 넥타이를 조여준다.
또 다른 예시에서, 비디오 또는 영화에 대한 햅틱 트랙은 웨어러블 물품(100)을 통해 재생될 수 있다. 본 예시에서, 액추에이터(102)의 동작은 영화에 나타나는 이벤트 또는 감정과 조화될 수 있다. 갑작스럽거나 반복적으로 조이거나 풀어주도록 액추에이터(102)를 작동시키는 것은 영화의 폭발과 조화될 수 있거나 액추에이터는 특히 긴박한 장면에서 웨어러블 물품을 조일 수 있다. 웨어러블 물품에서 액추에이터(102)의 작동은 캐릭터가 전투 지향적인 게임에서 총을 맞거나, 레이싱 게임에서 충돌이 있거나, 스포츠 게임에서 충돌이 있을 때와 같이 비디오 게임에서의 이벤트 및 감정과 유사하게 조정될 수 있다.
액추에이터(102)는 또한 사용자가 사용자 인터페이스와 상호 작용할 때 피드백을 제공하도록 작동할 수 있다. 예를 들어, 셔츠의 커프(cuff), 벨트, 지퍼 또는 다른 의류 물품의 액추에이터를 진동 또는 이동시켜 마우스 또는 펜과 같은 포인팅 장치를 사용할 때 햅틱 피드백을 제공하거나, 물리적 환경 또는 가상 현실에 기반을 둔 사용자 인터페이스를 포함하여 컴퓨터, 스마트폰, 게임 콘솔을 위한 사용자 인터페이스와 인터페이싱할 때 기타 제어 및 대상물을 제공할 수 있다.
햅틱 가능 의류의 다른 예시 및 적용예도 가능하며, 전체 내용이 본 명세서에 참고로 인용되며, 신체-중재된 디지털 컨텐츠 전송 및 햅틱 피드백의 방법 및 장치(METHOD AND APPARATUS OF BODY-MEDIATED DIGITAL CONTENT TRANSFER AND HAPTIC FEEDBACK)를 명칭으로 하고, 2013년 12월 13일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제14/106,275호에 제공된 예시들을 포함한다. 미국 특허 출원 제14/106,275호에 개시된 일 예와 같이, 액추에이터(102)는 흐름 감각을 전달하도록 작동될 수 있다. 본 예시에서, 단일의 웨어러블 물품(100) 또는 다수의 웨어러블 물품에서 상이한 액추에이터(102)의 동작은 사람이 흐름 감각을 느끼는 영역을 증가시키도록 조정될 수 있다.
웨어러블 물품(100)의 다양한 실시예는 또한 원격 장치와 독립적으로 작동할 수 있다. 예를 들어, 신발, 벨트, 넥타이, 안전 장비 또는 의료 장비는 처리를 위해 제어기(104)에 신호를 입력하는 압력 센서를 포함할 수 있다. 제어기가 웨어러블 물품이 너무 조이거나 느슨하다고 결정하면, 웨어러블 물품이 너무 조이거나 느슨한 것을 나타내는 햅틱 메시지를 전달하도록 액추에이터(102)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 신발의 경우 주자 또는 다른 사람의 발이 팽창하기 시작하여 신발을 너무 조이게 되면, 액추에이터(102)는 사람에게 신발을 느슨하게 하도록 촉구하는 햅틱 메시지를 전달할 수 있다. 또 다른 예시에서, 헬멧은 사람 머리의 위치 또는 턱걸이 끈의 고정 여부를 감지하는 일련의 센서를 구비할 수 있다. 제어기(104)는 센서로부터 입력을 수신하고, 부적합이 있는지를 결정한 다음, 부적합한 경우 햅틱 메시지를 전달하도록 액추에이터(102)를 제어할 수 있다. 헬멧과 같은 웨어러블 물품은 헬멧 재료에 균열과 같은 구조적 결함을 감지하는 센서를 포함할 수 있다. 센서가 헬멧의 고장을 나타내는 신호를 입력하면, 제어기(104)는 액추에이터(102)를 제어하여 고장을 나타내는 햅틱 메시지를 전달할 수 있다. 도 6은 웨어러블 물품의 가능한 일 실시예를 도시한다. 본 실시예에서, 웨어러블 물품은 자동화된 끈(150a-150d)을 가지는 신발(shoe)(148)이다. 신발(148)은 밑창(sole)(152), 밑창(152)에 연결된 상부(154), 끈 또는 스트랩(150a-150d), 및 자동 레이싱 시스템(156)을 포함한다. 밑창(152)은 캐비티(153)를 형성한다. 상부(154)는 확장되어 착용자의 발을 삽입시킬 공간을 마련하도록 하는 간격을 규정한다.
자동 레이싱 시스템(156)은 구동 샤프트(160) 및 구동 샤프트(160) 상에 장착된 제1 및 제2 풀리(162a, 162b)를 가지는 모터(158)를 포함한다. 모터(158), 구동 샤프트(160) 및 풀리(162a, 162b)는 캐비티에 위치된다. 자동 레이싱 시스템(156)은 또한 밑창(152)에 형성되고 캐비티(153)로부터 신발(148)의 상부(154)에 근접한 위치로 연장되는 슬롯(slot)(미도시)에 위치된 요크(yoke)(164)를 포함한다. 제1 및 제2 벨트(168a, 168b)의 일단은 제1 및 제2 풀리(162a, 162b)에 각각 연결된다. 벨트(168a, 168b)는 슬롯을 통해 연장되고 반대쪽 단부는 요크(164)에 연결되며, 이는 또한 슬롯에 위치된다.
스트랩(150a-150d)의 제 1 단부들은 간격의 일측 모서리에 근접한 상부(154)에 연결된다. 스트랩은 상부(154)의 반대편 측면을 따라 간격을 넘어 슬롯(166) 내로 연장된다. 스트랩(150a-150d)의 반대편 단부는 요크(164)에 연결된다. 작동 시, 모터(158)는 풀리(162a, 162b)를 한 방향으로 구동시켜 벨트(168a, 168b)를 잡아당기거나 끌어올리며, 차례로 요크(164)를 풀리(162a, 162b)에 더 가까이 당긴다. 요크(164)는 스트랩(150a-150d)을 당기고 신발(148)을 착용자의 발에 조이거나 고정시킨다. 신발(148)을 벗기 위해, 모터(158)는 반대 방향으로 구동 샤프트(160) 및 풀리(162a, 162b)를 회전시켜 스트랩(150a-150d)을 해제 또는 느슨하게 한다.
제어기(104)는 밑창(152) 내에 위치되고 밑창(152)의 표면 상에 배치된 비-햅틱 제어 장치(110) 및 모터(158)와 전기적으로 통신한다. 본 실시예에서, 비-햅틱 제어 장치(110)는 착용자가 발을 삽입하고 스위치에 압력을 가할 때 작동되는 감압 스위치이며, 이는 스트랩(150a-150d)이 단단히 조여질 때까지 제어기(104)가 모터(158)를 구동하게 한다. 감압 스위치는 또한 착용자가 발꿈치를 충분히 들어 올리면 감압 스위치에 가해지는 힘이 미리 결정된 크기만큼 감소되어 스트랩(150a-150d)이 미리 결정된 정도만큼 느슨해질 때까지 제어기(104)가 모터(158)를 구동시키게 한다. 본 명세서에 개시된 셀프 레이싱 신발(148)은 오레곤 주 비버튼(Beaverton)에 본사를 둔 나이키, 인크.(Nike, Inc.)에 의해 개발된 나이키 에어 맥(Nike Air Mag) 신발과 실질적으로 유사하며, 또한 2014년 7월 8일 자로 발행되고, 발명의 명칭이 자동 레이싱 시스템(AUTOMATIC LACING SYSTEM)이며, 그 전체 내용이 본 명세서에 참고로 인용된 미국 특허 제8,769,844호에 개시된 신발과 실질적으로 유사하다.
또한, 센서(112)는 신발(148)에 장착되고 제어기(104)와 전기 통신한다. 본 명세서에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 센서(112)는 미리 결정된 조건을 감지하면 제어기(104)에 신호를 입력한다. 센서(112)로부터 입력 신호를 수신하고 실시예에 따라, 제어기(104)는 신발(148)를 착용하는 사람에게 햅틱 효과를 전달할 것인지 및 전달할 햅틱 효과를 결정한다. 이러한 결정을 내릴 때, 제어기(104)는 햅틱 신호를 생성하고 햅틱 신호를 액추에이터 구동 회로(도 6에 도시되지 않음)에 전달한다. 액추에이터 구동 회로는 햅틱 구동 신호를 생성하고 그것을 모터(158)에 인가하여 결정된 햅틱 효과에 대응하는 미리 결정된 패턴으로 스트랩(150a-150d)을 이동시키고 미리 결정된 메시지를 전달한다.
미리 결정된 패턴은 신발(148)를 착용한 사람에게 메시지를 전달할 수 있는 임의의 패턴일 수 있다. 예를 들어, 제어기(104)는 미리 정해진 간격 또는 다양한 간격에 따라, 스트랩(150a 내지 150d)을 미리 결정된 횟수 또는 패턴으로 반복적으로 느슨하게 하고 조일 수 있다. 또 다른 햅틱 효과는 신발(148)이 처음 사람의 발에 신겨질 때 스트랩(150a-150d)에 통상적으로 인가되는 장력과는 상이한 그것의 길이에 따른 종방향 장력을 가지도록 스트랩(150a-150d)을 조이거나 풀 수 있다. 또 다른 예시에서, 스트랩(150a-150d)의 장력은 일련의 상이한 장력을 제공하도록 변경되거나 변화된다.
대안적인 실시예에서, 제어기(104)는 원격 장치와 통신할 수 있도록 센서(112) 이외에 안테나(138)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 신발(158)의 제어기(104)는 안테나(138)를 포함하고 센서를 포함하지 않는다. 신발(158)은 또한 RFID 태그(108)를 포함할 수 있다.
또 다른 대안적인 실시예에서, 신발은 편평하거나 발을 수용하기 위한 확장된 개구부를 가지는 제1 형상, 및 사람의 발에 따라 성형된 제2 형상 간에 접히거나 전이하는 종이접기식(origami-type) 구조를 가지는 스마트 재료를 포함한다. 사람이 신발을 신으면, 센서는 사람의 발을 감지하고 제어기에 신호를 입력한다. 제어기는 스마트 재료가 제1 형상으로부터 사람의 발에 따라 성형된 제2 형상으로 구부러지도록 제어한다. 본 실시예에서, 스마트 재료는 또한 전류 또는 전기장과 같은 외부 힘이 인가될 때 진동할 수 있다. 일부 실시예에서, 스마트 재료는 햅틱 액추에이터 및 고정구로서 기능한다. 다른 실시예에서, 스마트 재료는 발의 힘을 검출할 때 신호를 출력하는 센서로서 기능하여 햅틱 액추에이터, 고정구 및 센서로서 기능한다.
도 7은 웨어러블 물품(100)에 포함될 수 있는 자동화된 지퍼(172)를 도시한다. 지퍼(172)는 대향 체인(174a, 174b)을 포함하고, 각각의 체인은 하나의 체인의 이빨(teeth)이 대향 사슬의 이빨에 대하여 상대적으로 그리고 선택적으로 맞물리고 오프셋되도록 배치된 이빨(176a 및 176b)를 구비한다. 슬라이더(178)는 대향 체인(174a, 174b)과 맞물리는 Y자-형상의 채널을 형성하고, 슬라이더(178)가 체인의 위아래로 각각 이동함에 따라 대향하는 이빨(176a, 176b)이 서로 맞물리거나 해제되도록 한다. 하우징(180)은 슬라이더(178)에 작동 가능하게 연결되며 자동 지핑 시스템(184)을 수용한다. 풀 탭(pull tab)(182)은 하우징(180)에 작동 가능하게 연결되고 지퍼(172)의 길이를 따라 슬라이더(178)를 수동적으로 이동시키는데 사용될 수 있다. 슬라이더(178)는 지퍼(172)가 완전히 폐쇄된 일 위치와 지퍼(172)가 완전히 개방된 반대 위치 사이에서 최대 이동 길이를 가진다.
자동 지핑(zipping) 시스템(184)은 모터(186), 두 개의 기어(188a 및 188b), 제어기(104), 스위치와 같은 비-햅틱 입력 장치(110) 및 안테나(118)를 포함한다. 두 개의 기어(188a 및 188b)는 모터(186)의 구동 샤프트 상에 장착된다. 하나의 기어(188a)는 하나의 체인(174a) 내의 이빨(176a) 간의 간격에 체결되는 이빨을 가진다. 다른 기어(188b)는 대향 체인(174b)의 이빨(176b) 간의 간격에 결합되는 이빨을 가진다. 동작 시, 모터(186)는 기어를 일방향으로 회전시켜 슬라이더(178)를 체인(174a, 174b) 위로 이동시켜 지퍼(172)를 닫고 반대 방향으로 슬라이더(178)를 체인 아래로 이동시켜 지퍼(172)를 개방한다.
본 명세서에서보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 안테나(118)는 원격 장치로부터 햅틱 효과와 관련된 데이터를 구현하는 신호를 수신한다. 제어기(104)는 수신된 데이터를 처리하고 햅틱 효과를 전달하기 위해 미리 결정된 패턴으로 슬라이더(178)를 이동시키도록 모터(186)를 제어한다. 햅틱 효과는 슬라이더(178)의 이동 거리 또는 이동 범위가 슬라이더의 최대 이동 거리보다 작을 수 있다. 다른 햅틱 효과는 슬라이더(178)를 지퍼(100)를 따라 상하 방향 또는 길이가 변할 수 있는 간격으로 슬라이더(178)를 간헐적으로 이동시키는 것; 슬라이더(178)를 상이한 속도 또는 가속 패턴으로 이동시키는 것; 또는 다른 패턴이나 움직임과 같은 특정 순서로 반복적으로 이동시킴으로써 전달될 수 있다. 또한, 물품을 입은 사람으로부터 명령를 받지 않고 슬라이더(178)를 이동시키는 것은 햅틱 효과일 수 있다.
사용자가 슬라이더(178)를 수동적으로 당길 때, 또 다른 가능한 햅틱 피드백은 모터(186) 및 기어(188a 및 188b)가 힘 피드백을 제공하기 위해 수동 운동과 반대 방향으로 슬라이더(178)를 이동시키도록 할 수 있다. 이러한 힘 피드백은 지퍼의 길이를 따라 가상 디텐트(detents) 또는 다른 햅틱 효과를 전달하거나 다른 햅틱 메시지를 전달하기 위해 다양한 패턴 및 크기로 전달될 수 있다. 예를 들어, 힘 피드백은 슬라이더(178)가 지퍼의 길이를 따라 이동함에 따라 지퍼를 느슨하게 하거나 열지 않는 것이 바람직하다고 지시하면서 일련의 가상 디텐트를 생성하기 위해 간헐적으로 전달될 수 있다.
가상 디텐트는 또한 고정구가 이동한 거리의 감각을 제공하는데 사용될 수 있다. 예를 들어 액추에이터는 0.25 인치 또는 1 센티미터마다 가상 디텐트를 주기적으로 인가할 수 있다. 가상 디텐트는 또한 고정구 또는 액추에이터가 자동적으로 작동할 때 적용될 수 있다. 예를 들어 액추에이터에 주기적으로 추가 펄스를 적용하여 작동 속도가 급격하게 변하거나 일시적으로 변경되도록 작동할 수 있다.
또 다른 예시에서, 모터(186)는 슬라이더(178)가 정지하거나 또는 정지에 가까울 때 힘 피드백 또는 일부 다른 자동 이동을 제공하도록 동작할 수 있으며, 이에 따라 사용자에게 운동 범위의 끝을 알려준다. 본 예시에서 슬라이더 또는 지퍼에는 힘 센서, 근접 센서, 엔코더(encoder) 또는 스테퍼 모터(stepper motor)와 같은 슬라이더의 상대 위치를 결정하는 기구가 있다. 슬라이더가 지퍼를 나타내는 지퍼의 체인(174) 중 하나와 분리됨으로써 웨어러블 물품이 완전히 개방된 경우 슬라이더(178)는 햅틱 피드백을 제공할 수 있다.
대안적인 실시예는 자동 지핑 시스템(184)에 포함되고 제어기(104)와 전기 통신하는 센서를 포함할 수 있다. 센서(112)는 안테나(138)에 추가되어 사용되거나 안테나(138)를 대신하여 사용될 수 있다. 또한, 지퍼(172)가 도시되었지만, 본 명세서에 개시된 실시예는 다른 슬라이드 고정구, 벨트 버클과 같은 버클, 스냅, 클립, 걸쇠(clasps), 버튼, 스마트 재료, 버튼, 눈과 훅, 훅 앤 루프 고정구, 스트랩 또는 탄성 밴드와 같은 다른 종류의 고정구에 적용될 수 있다.
도 8a는 액추에이터(102)가 스마트 재료를 포함하는 몇몇 가능한 실시예의 단면도이다. 본 실시예에서, 웨어러블 물품(100)은 필라멘트, 섬유 또는 실과 같은 재료(192)의 스트랜드(strands)로 직조된 직물로 형성된다. 직물로 직조된 스트랜드들은 스마트 재료(194)로 형성된 하나 이상의 스트랜드를 포함한다. 도시된 실시예에서, 스마트 재료(194)로 형성된 스트랜드는 직조의 한 방향으로 배향되어 서로에 대해 대체로 평행하다.
스마트 재료(194)로 형성된 스트랜드의 수는 스마트 재료, 스마트 재료의 비 촉각(non-haptic) 기능, 웨어러블 물품(100)을 착용한 사람에 의해 감지되기에 충분히 강한 감각을 전달하는 스마트 재료의 능력에 따라 변할 것이다. 스마트 재료를 위한 비-햅틱 기능의 예로는 물품의 착용감을 조절하는 것, 물품을 착용하는 사람에게 물품을 고정시키는 것, 수분, 대기 온도, 체온 및 기타 환경 또는 생체 측정 요소와 같은 조건에 기초하여 직물의 다공성을 조절하는 것이 포함된다. 제어기 및 웨어러블 물품의 다른 구성 요소는 도시되어 있지는 않지만 본 명세서에서 설명된 바와 유사하다. 도 8B는 직조가 한 방향으로 직조된 하나 이상의 스트랜드(194) 및 상이하고, 대체로 직교 방향으로 직조된 하나 이상의 스트랜드(194)를 포함한다는 것을 제외하고는 스마트 재료(194)로 형성된 스트랜드를 포함하는 직조를 도시한다. 다양한 실시예는 도 8a 및 도 8b에 도시된 직조와는 상이한 직조를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 웨어러블 물품(100)은 편물(knitted) 또는 편조된(braided) 스트랜드 또는 폴리머, 가죽 또는 금속과 같은 스트랜드 이외의 재료로 형성된다. 또한, 다양한 실시예들에서의 스마트 재료는 직조, 편직 또는 편조 이외의 기술로 웨어러블 물품과 결합된다. 예를 들어, 스마트 재료는 웨어러블 물품의 표면에 적용될 수 있으며 접착제, 실의 스티치 또는 고정구로써 제자리에 고정될 수 있다. 또 다른 예시에서, 스마트 재료는 스마트 재료를 웨어러블 물품 내에 성형하는 기술을 사용하여 재료 내부에 구현된다.
본 명세서에 개시된 종이접기식 신발 및 실시예들 이외에, 스마트 재료는 다른 종류의 웨어러블 물품의 센서, 햅틱 액추에이터 및 고정구로서 기능할 수 있다. 예를 들어, 셔츠는 제1 확장 상태 및 제2 수축 상태를 가지는 스마트 재료로 형성된 커프를 가질 수 있다. 사람이 커프를 통해 손을 넣으면, 그것은 제1 상태에서 제2 상태로 변한다. 스마트 재료는 커프 단추, 액추에이터 및 햅틱 액추에이터를 대체한다.
탄성 재질의 바지 허리 부분은 또 다른 예시로서, 허리 부분은 제1 탄성 상태 및 제2 비탄성 상태를 가지는 스마트 재료로 형성된다. 사람이 바지를 입으며 허리 부분의 스마트 재료의 상태 변화가 제1 상태로부터 제2 상태를 형성한다. 스마트 재료는 본 명세서에보다 상세하게 개시된 벨트를 포함하여 벨트로서 기능한다.
스마트 재료는 외부 자극에 반응하여 물리적 특성을 변화시켜 웨어러블 물품(100)을 변형시키고 물품(100)을 착용하는 사람이 느낄 수 있는 감각을 유발시키는 임의의 재료일 수 있다. 외부 자극은 제어기에 의한 스마트 재료에 인가될 수 있다. 스마트 재료를 제어할 수 있는 자극의 예로는 전위차, 전류, 자기장 또는 제어기 또는 제어기와 통신하는 원격 장치에 의해 생성, 유발 또는 제어될 수 있는 기타 자극이 포함된다. 다양한 실시예에서, 스마트 재료의 물리적 특성을 변화시키는 것은 스마트 재료를 다른 스트랜드 또는 웨어러블 물품의 부분에 대해 이동시키거나, 진동시키거나, 또는 형상을 변화시키도록 할 것이다. 다양한 실시예에서, 스마트 재료는 선형 이동, 스마트 재료의 직경 또는 다른 치수의 변화, 및 스마트 재료의 형상의 변화와 같은 상이한 종류의 움직임을 가질 수 있다. 스마트 재료의 형상 변경의 예로는 굽힘(bending), 만곡(curving), 소용돌이(spiral) 형상 또는 나선(helical) 형상 사이의 변이 및 직선형 구성이 포함된다. 또한, 적어도 일부 실시예에서, 스마트 재료에 대한 변경은 가역적이며 둘 이상의 형상 또는 상태 사이에서 전이할 수 있다.
스마트 재료의 예로는 (온도 및 자기 형상 기억 합금과 같은) 형상 기억 합금, (전기변형성(electrostrictive), 정전성, 압전성 및 강유전성 중합체와 같은)전자 메커니즘을 가지는 전기 활성 폴리머, 압전-폴리머를 포함하는 압전 재료, 전도성 폴리머, 셀룰로오스 및 다른 바이오폴리머, 이온성 폴리머 금속 합성물(IPMC), 전기저항성(electrorheostatic) 재료, 자기저항성(magnetorheostatic) 재료, 자기변형성(magnetostrictive) 재료, pH-민감성 폴리머, 펠티어(Peltier) 셀, 자성 유체 재료 및 기타 유체 재료가 포함된다. 또한, 스마트 재료는 나노 입자 또는 나노 튜브로 형성되거나, 다른 방식으로 나노 입자 또는 나노 튜브를 포함할 수 있다. 스마트 폴리머의 예로는 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride, PVDF), 폴리락트산(polylactic acid, PLA), 호모-폴리머, 코-폴리머(co-polymer) 및 터-폴리머(ter-polymer)가 포함된다. 스마트 재료는 또한 고분자-금속 합성물 및 다른 재료의 다른 조합을 포함할 수 있다. 다른 예로는 온도, 전류, 전기장, 쿨롱(Coulomb) 힘, 이온의 이동성 또는 확산과 같은 힘에 반응하여 움직이거나 형상을 변화하는 스마트 재료가 포함된다.
또한, 스마트 재료는 유체, 고체, 기체, 겔, 고체, 연장된 섬유 또는 패널, 다른 형상 및 이들의 조합과 같은 다양한 상태 및 구조를 가질 수 있다. 가스 블래더(gas bladders)와 같은 공압식 구조도 사용할 수 있다.
또한, 스마트 재료(194)의 스트랜드는 통상적인 원형 이외의 프로파일을 가질 수 있다. 비-원형 프로파일은 스마트 재료(194)의 스트랜드가 재료 내의 다른 스트랜드에 대해 움직이는 것을 도울 수 있어서, 웨어러블 물품(100)이 수축 또는 팽창하여 웨어러블 물품을 조이거나 풀 수 있게 한다. 비-원형 형상은 또한 직조, 편물 또는 편조의 팽팽함을 조절하거나, 웨어러블 물품의 다공성을 조정하여 통기되도록 하여 따뜻하게 또는 차게 하는데 사용될 수 있다. 다공성을 변경하면 웨어러블 물품이 어느 정도 발수성을 가지도록 할 수 있다. 대안적인 프로파일 형상의 예로는 타원형, 사각형 또는 삼각형이 포함된다. 다른 재료가 가닥에 추가되어 미세 날개 또는 프로펠러 블레이드를 형성할 수 있으며 이는 스마트 재료의 스트랜드가 물품의 다른 스트랜드에 대해 움직이는 것을 도울 수 있다. 다른 가능한 실시예에서, 스마트 재료는 스트랜드 이외의 구조로 형성된다. 패치는 스마트 재료를위한 그러한 대안적인 구조의 일 예시이다. 가능한 실시예는 또한 섬유의 직경을 변화시키도록 할 수 있는 재료로 이루어진 섬유를 포함할 수 있으며, 이는 또한 직조, 편물 또는 편조의 팽팽함을 조절하거나 웨어러블 물품의 다공성을 조절하는데 사용될 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예에 부가하여, 스마트 섬유의 특성은 웨어러블 물품의 표면상의 마찰 특성을 변화시키는데 사용될 수 있다. 스마트 재료에 외력을 가하면 미끄러운 상태와 미끄럽지 않은 상태 사이에서 바뀔 수 있다. 예를 들어, 신발 밑창은 미끄러운 상태와 미끄럽지 않은 상태 사이에서 바뀔 수 있다. 또 다른 예시에서, 인공 기관 장치 또는 안전 장치와 같은 웨어러블 물품의 내부 표면은 웨어러블 물품을 사람의 신체에 착용하기 쉽도록 미끄러운 상태로 바뀔 수 있고, 제자리에 웨어러블 물품을 고정하는 것은 돕는 미끄럽지 않은 상태로 바뀔 수 있다.
전술한 다양한 실시예는 단지 설명을 위해 제공되며 본 명세서에 첨부된 청구 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 당업자는 이하의 청구 범위의 진정한 사상 및 범위를 벗어나지 않고서 본 명세서에 도시되고 셜명된 예시적인 실시예 및 적용예를 따르지 않고서 다양한 수정 및 변경을 용이하게 인식할 것이다.

Claims (31)

  1. 사람이 착용할 수 있고 액추에이터 및 입력 장치를 포함하는 웨어러블 물품; 및
    상기 액추에이터 및 상기 입력 장치와 전기적으로 연결된 제어기를 포함하며,
    상기 제어기는 동작 및 햅틱 구동 신호를 상기 액추에이터에 선택적으로 송신하며, 상기 입력 장치로부터 입력 신호를 수신하면 햅틱 구동 신호를 생성하고,
    상기 햅틱 구동 신호는 메세지를 구현하는 것을 특징으로 하는 햅틱 가능한 웨어러블 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 웨어러블 물품은 본질적으로 의류, 신발, 인공 기관, 보석 및 안경 중에서 선정되는 것을 특징으로 하는 햅틱 가능한 웨어러블 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 액추에이터는 스마트 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 햅틱 가능한 웨어러블 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 웨어러블 물품은 직물을 포함하며,
    상기 스마트 재료는 직물에 결합된 스트랜드인 것을 특징으로 하는 햅틱 가능한 웨어러블 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 스마트 재료는 미리 결정된 자극이 상기 스마트 재료에 인가되면 상기 직물에 대해 이동하는 것을 특징으로 하는 햅틱 가능한 웨어러블 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 직물은 직조된 스트랜드들을 포함하며,
    상기 스마트 재료는 상기 직조된 스트랜드들 중 하나 이상을 형성하는 것을 특징으로 하는 햅틱 가능한 웨어러블 장치.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 스마트 재료는 상기 웨어러블 물품을 위한 고정구를 형성하는 것을 특징으로 하는 햅틱 가능한 웨어러블 장치.
  8. 제3 항에 있어서,
    상기 스마트 재료는 본질적으로 형상 기억 합금, 압전 재료, 전기저항성 재료, 자기저항성 재료, 자기변형성 재료, 자기 형상 기억 합금, pH-민감성 폴리머, 자성 유체 재료 및 유체 재료 중에서 선정되는 것을 특징으로 하는 햅틱 가능한 웨어러블 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 웨어러블 물품은 고정구를 포함하며,
    상기 액추에이터는 모터를 포함하거.
    상기 모터는 상기 고정구에 작동 가능하게 연결된 가동 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 가능한 웨어러블 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 모터는 본질적으로 서보 모터 및 스테퍼 모터 중에서 선정되는 것을 특징으로 하는 햅틱 가능한 웨어러블 장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 고정구는 고정구 부재를 포함하며,
    상기 고정구 부재는 운동 범위를 가지고,
    상기 제어기는 햅틱 제어 신호를 상기 모터에 인가하며,
    상기 햅틱 제어 신호는 상기 모터를 제어하여 상기 고정구 부재를 상기 운동 범위보다 적은 거리만큼 이동시키는 것을 특징으로 하는 햅틱 가능한 웨어러블 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 햅틱 제어 신호는 가변 파라미터를 가지고,
    상기 제어기는 상기 햅틱 제어 신호를 상기 모터에 인가하며,
    상기 햅틱 제어 신호는 상기 모터가 동적 운동을 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 햅틱 가능한 웨어러블 장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 햅틱 제어 신호는 가변 파라미터를 가지며,
    상기 제어기는 상기 햅틱 제어 신호를 상기 모터에 인가하고,
    상기 햅틱 제어 신호는 상기 모터를 미리 결정된 패턴으로 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 햅틱 가능한 웨어러블 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 웨어러블 물품은 RFID 태그를 더 포함하며,
    상기 RFID 태그는 식별 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 햅틱 가능한 웨어러블 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 식별 정보는 사람을 식별하는 것을 특징으로 하는 햅틱 가능한 웨어러블 장치.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 식별 정보는 상기 웨어러블 물품을 식별하는 것을 특징으로 하는 햅틱 가능한 웨어러블 장치.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 입력 장치는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 가능한 웨어러블 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 센서로부터의 입력과 관련된 햅틱 데이터를 결정하도록 프로그래밍된 햅틱 결정 모듈 및 상기 햅틱 데이터를 구현하는 햅틱 제어 신호를 생성하도록 프로그래밍된 햅틱 제어 모듈을 저장하는 메모리;
    상기 액추에이터와 전기적으로 연결되며, 햅틱 효과 신호를 수신하면 햅틱 구동 신호를 생성하고 상기 햅틱 구동 신호를 상기 액추에이터에 인가하는 액추에이터 구동 회로; 및
    상기 센서, 상기 메모리 및 상기 액추에이터 구동 회로와 전기적으로 연결되며, 상기 햅틱 효과 신호를 상기 액추에이터 구동 회로에 전송하도록 프로그래밍된 프로그래밍 가능한 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 가능한 웨어러블 장치.
  19. 제1 항에 있어서,
    상기 입력 장치는 안테나를 포함하고,
    상기 안테나는 전자기파를 수신하는 상기 안테나에 응답하여 상기 입력 신호를 출력하며,
    상기 제어기는 상기 안테나로부터 상기 입력 신호를 수신하면 상기 햅틱 효과 신호를 선택적으로 생성하고,
    상기 입력 신호는 햅틱 효과와 관련되는 것을 특징으로 하는 햅틱 가능한 웨어러블 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 안테나는 원격 장치와 전기적으로 연결된 송신 안테나로부터 전자기파를 수신하는 안테나에 대응하여 상기 입력 신호를 출력하고,
    상기 원격 장치는 근거리 통신망과 데이터 통신하는 것을 특징으로 하는 햅틱 가능한 웨어러블 장치.
  21. 사람에 의해 착용될 수 있고, 운동 범위를 가지는 고정 부재를 포함하는 고정구, 상기 고정구에 작동 가능하게 연결된 모터, 및 센서를 포함하는 웨어러블 물품; 및
    상기 모터 및 상기 입력 장치에 전기적으로 연결된 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 센서로부터의 입력과 관련된 햅틱 데이터를 결정하도록 프로그래밍된 햅틱 결정 모듈 및 상기 햅틱 데이터를 구현하는 햅틱 제어 신호를 생성하도록 프로그래밍된 햅틱 제어 모듈을 저장하는 메모리,
    상기 액추에이터와 전기적으로 연결되며, 햅틱 효과 신호를 수신하면 비-햅틱 구동 신호를 상기 액추에이터에 선택적으로 인가하고, 상기 모터를 제어하여 상기 고정구 부재를 상기 운동 범위보다 적은 거리만큼 이동시키는 햅틱 구동 신호를 상기 액추에이터에 선택적으로 인가하는 액추에이터 구동 회로, 및
    상기 센서, 상기 메모리 및 상기 액추에이터 구동 회로와 전기적으로 연결되며, 상기 햅틱 효과 신호를 상기 액추에이터 구동 회로에 선택적으로 전송하도록 프로그래밍된 프로그래밍 가능한 회로를 포함하고,
    상기 햅틱 효과 데이터, 햅틱 효과 신호 및 햅틱 구동 신호는 메세지를 구현하는 것을 특징으로 하는 햅틱 가능한 웨어러블 장치.
  22. 웨어러블 물품을 통한 햅틱 피드백 전달 방법으로서,
    제어기가 액추에이터에 전기적으로 연결되고, 상기 제어기와 상기 액추에이터가 상기 웨어러블 물품에 작동 가능하게 연결되며, 상기 제어기에서 입력 신호를 수신하는 단계;
    비-햅틱 구동 신호를 선택적으로 생성하고, 상기 비-햅틱 구동 신호를 액추에이터에 인가하는 단계; 및
    햅틱 구동 신호를 선택적으로 생성하고, 상기 햅틱 구동 신호를 액추에이터에 인가하는 단계를 포함하며,
    상기 비-햅틱 구동 신호의 선택적 생성은 비-햅틱 입력 신호를 수신하는 상기 제어기에 응답하여 발생하고,
    상기 햅틱 구동 신호의 선택적 생성은 햅틱 입력 신호를 수신하는 상기 제어기에 응답하여 발생하며, 햅틱 신호는 햅틱 데이터와 관련되는 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 전달 방법.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 액추에이터는 스마트 재료이며,
    상기 햅틱 구동 신호를 상기 액추에이터에 인가하면 상기 웨어러블 물품의 부분 또는 전체에 대해 상기 스마트 재료를 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 전달 방법.
  24. 제23 항에 있어서,
    상기 웨어러블 물품이 고정구를 포함하고, 상기 고정구는 상기 스마트 재료를 포함하며,
    상기 웨어러블 물품의 부분 또는 전체에 대해 상기 스마트 재료를 이동시키면, 사람에 대한 상기 웨어러블 물품의 착용감을 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 전달 방법.
  25. 제22 항에 있어서,
    상기 웨어러블 물품은 고정구를 포함하고, 상기 고정구는 상기 액추에이터에 작동 가능하게 연결된 가동 부재를 포함하며, 상기 가동 부재는 운동 범위를 가지고,
    상기 햅틱 구동 신호를 상기 액추에이터에 인가하는 것에 응답하여 상기 운동 범위보다 적은 거리만큼 상기 가동 부재를 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 전달 방법.
  26. 제25 항에 있어서,
    상기 운동 범위보다 적은 거리만큼 상기 가동 부재를 이동시키는 단계는 상기 가동 부재를 소정 운동 패턴으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 전달 방법.
  27. 제22 항에 있어서,
    상기 햅틱 구동 신호를 액추에이터에 전달하는 단계는 상기 햅틱 구동 신호의 하나 이상의 파라미터를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 전달 방법.
  28. 제27 항에 있어서,
    상기 햅틱 구동 신호의 하나 이상의 파라미터를 변경하는 단계는 주파수, 진폭, 위상, 반전, 지속 시간, 파형, 어택 시간, 상승 시간, 페이드 시간, 및 이벤트에 대한 리드 또는 지연 시간 중 하나 이상의 파라미터를 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 전달 방법.
  29. 제22 항에 있어서,
    햅틱 데이터와 관련된 이벤트가 발생했는지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하며,
    햅틱 구동 신호를 선택적으로 생성하는 것은 햅틱 입력 신호를 수신하는 제어기에 응답하여 발생하고, 상기 이벤트는 햅틱 데이터와 관련되는 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 전달 방법.
  30. 제22 항에 있어서,
    햅틱 입력 신호를 수신하는 단계는 센서로부터 입력 신호를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 전달 방법.
  31. 제22 항에 있어서,
    햅틱 입력 신호를 수신하는 단계는 안테나로부터 입력 신호를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 전달 방법.
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